[发明专利]一种高强钢筋超高强混凝土框支柱

说明书

技术领域

本发明属于一种建筑结构构件，涉及一种钢筋混凝土框支柱。

背景技术

因为建筑功能要求，下部大空间，上部部分竖向构件不能直接连续贯通落地，而通过水平转换结构与下部竖向构件连接。当布置转换梁支撑上部的柱或者剪力墙的时候，支撑转换梁的柱子就叫做框支柱。

目前框支柱有以下几种类型：1、普通钢筋混凝土框支柱；2、高强钢筋混凝土框支柱；3、型钢混凝土框支柱；4、钢管混凝土框支柱。

目前框支柱采用的型钢和钢管屈服强度、纵向受力钢筋和箍筋屈服强度均低于500兆帕。

目前我国现行设计规范限制框支柱采用的混凝土强度不得大于C80，主要原因是高强超高强混凝土延性差易产生脆性破坏。

普通钢筋混凝土框支柱的缺点和不足：由于混凝土强度低，柱子截面尺寸大，容易造成短柱，地震力作用下容易发生保护层脱落和纵筋屈曲，震后难以修复；柱子占的空间大，降低了建筑的经济性；由于普通箍筋强度低，对混凝土的约束不完全，混凝土受压膨胀或剪切滑移时，箍筋易屈服，从而失去对混凝土的约束力；普通箍筋末端存在135°弯钩，在地震力反复作用下，外部混凝土破碎，箍筋弯钩容易出现松扣现象，从而失去对内部混凝土和纵向钢筋的约束，进一步加重柱子的震害；由于钢筋和混凝土能共同工作的基础是应变协调，屈服强度超过800兆帕的钢筋在受压屈服时应变达到4000个微应变，混凝土极限压应变为3300个微应变，高强钢筋和混凝土之间产生变形差，产生裂缝，这样屈服强度超过800兆帕的高强钢筋在混凝土破坏时，不能屈服，其屈服强度高的优点未能发挥出来，不便于在工程中推广应用。

高强钢筋混凝土框支柱的缺点和不足：高强混凝土延性差，容易造成柱子脆性剪切破坏；由于混凝土强度高且外保护层没有被有效约束，地震力作用下容易发生保护层脱落和纵筋屈曲，震后难以修复；轴压比限制低，由于混凝土强度高，故而为了确保安全，设计时候要降低轴压比限制；由于普通箍筋强度低，对混凝土的约束不完全，混凝土受压膨胀或剪切滑移时，箍筋易屈服，从而失去对混凝土的约束力；普通箍筋末端存在135°弯钩，在地震力反复作用下，外部混凝土破碎，箍筋弯钩容易出现松扣现象，从而失去对内部混凝土和纵向钢筋的约束，进一步加重柱子的震害；由于钢筋和混凝土能共同工作的基础是应变协调，屈服强度超过800兆帕的钢筋在受压屈服时应变达到4000个微应变，此时混凝土极限压应变为3300个微应变，高强钢筋和混凝土之间产生变形差，产生裂缝，这样屈服强度超过800兆帕的高强在混凝土破坏时，不能屈服，其屈服强度高的优点未能发挥出来，不便于在工程中推广应用。

型钢混凝土框支柱的缺点和不足：型钢混凝土柱节点核心区构造复杂，对型钢骨架的制作、安装要求较高，施工复杂；轴压比限值不高，由于型钢位于型钢混凝土柱的中心，对型钢以外的混凝土约束不强，且型钢的存在无法设置复合箍筋，在高轴压比下，型钢混凝土柱的延性降低，耗能能力不高；由于型钢和混凝土粘结力远小于变形钢筋和混凝土的粘结力，所以型钢混凝土柱在地震力作用下容易产生保护层脱落，纵筋和型钢翼缘易屈曲，震后难以修复；由于普通箍筋强度低，对混凝土的约束不完全，混凝土受压膨胀或剪切滑移时，箍筋易屈服，从而失去对混凝土的约束力；普通箍筋末端存在135°弯钩，在地震力反复作用下，外部混凝土破碎，箍筋弯钩容易出现松扣现象，从而失去对内部混凝土和纵向钢筋的约束，进一步加重柱子的震害；由于钢筋和混凝土能共同工作的基础是应变协调，屈服强度超过800兆帕的钢筋在受压屈服时应变达到4000个微应变，此时混凝土极限压应变为3300个微应变，高强钢筋和混凝土之间产生变形差，产生裂缝，这样屈服强度超过800兆帕的高强钢筋在混凝土破坏时，不能屈服，其屈服强度高的优点未能发挥出来，不便于在工程中推广应用；由于高强度型钢的翼缘易屈曲，故而型钢强度受限，无法应用高强型钢。

钢管混凝土框支柱缺点和不足：钢管混凝土梁柱节点构造复杂，不利于施工；钢管混凝土柱在地震力作用下容易发生钢管屈曲外鼓现象，不利于震后修复；为了维持对混凝土的约束，也为了防止钢管被压曲，钢管混凝土柱在设计时候钢管要进行失稳设计，造成钢管壁厚度大，用钢量大，造价高；由于高强度钢管容易发生失稳破坏，故而钢管强度受限，无法应用高强钢管。

发明内容